독일의 초박형 유리 생산

초박형 유리를 현실화하다

기술

테사 (tesa) 는 저전력 투명 플렉시블 디스플레이와 조명 제품의 개발을 선도하는 연구 협력 단체에 속해 있으며, 정부로부터 공적인 지원을 받고 있습니다.

테사는 플렉시블 전자기기의 혁신을 위해 연구 컨소시움인 KOFEKT의 일원으로서 새로운 점착기술의 개발을 진행 하고 있습니다.

지갑처럼 접어서 주머니에 넣어뒀다가 필요할 때 펴서 태블릿처럼 사용하는 스마트폰, SF 영화에서나 볼 수 있는 기술이라고 생각하시나요? 유리 제조 업체에서 구부릴 수 있는 초박형 유리를 이미 생산하고 있으며, 완전히 접을 수 있는 유리도 곧 생산에 들어갈 예정입니다. 최소 25 마이크로미터 두께의 초박형 유리는 사람의 머리카락보다 얇으며, 150 마이크로미터 두께에서는 구부려도 안정적인 형태를 유지합니다. 이러한 유연성 덕분에 초박형 유리를 롤 형태로 말아 감을 수 있습니다.

초박형 유리는 또한 플라스틱, 금속, 실리콘 등의 다른 기판 재료 대비 광학특성, 기계적 저항성, 내화학성, 열 안정성 등이 매우 뛰어난 이점이 있습니다.

유기전자공학 분야에서 롤 타입 글래스의 사용은 필수가 될 것 입니다. 이를 가능 하게 하는 새로운 기술을 개발 하기 위해, 테사는 다른 협력업체 들과의 컨소시움인 KONFEKT 에 참가 하였습니다. KONKFEKT 프로젝트의 중점 과제는 차세대 OLED 어플리케이션의 개발입니다.

초박형 유리의 유연성 테스트
초박형 유리의 유연성 테스트

© SCHOTT

차세대 OLED 개발을 위한 전략적 파트너쉽

공동 개발 프로젝트인 KONFEKT(글래스폴리며-가공용 박막 글래스) 는 독일의 교육 및 연구 부처 (German Federal Ministry of Education and Research) 로부터 560만 유로를 투자받은 개발 협력 단체로서, 오는 2018년 한해 동안 연구 활동을 계속해 나갈 예정입니다. KONFEKT 의 주요 목표는 최상급 수준의 롤 유리를 만드는 것입니다. 코팅과 합판 공정을 통하여 내구성이 매우 강한 롤 유리를 만들어 표면의 형태와 기능성을 유지할 수 있습니다. 목표 달성을 위하여 테사 SE를 포함하여 KONFEKT 소속 협력 단체들인 SCHOTT, VON ARDENNE, Fraunhofer Institute for Organic Electronics, Electron Beam, Plasma Technology FEP 는 초박형 유리를 돌돌 마는 공정 중에 제품이 깨지는 것을 방지하는 기술 개발에 집중하고 있습니다.

KONFEKT 내의 4개 단체는 다음의 두 가지 기능을 연구하고 있습니다. 첫 번째는 초박형 글래스와 전자부품을 밀봉하기위한 배리어 테이프를 적층한 적층 기판의 개발입니다. 두 번째는 초박형 유리가 기재로서 유기 전자공학처럼 어려운 응용 기술에 적용될 수 있도록 하는 것입니다.

프로젝트의 첫 결과물이 2017년 4월경 독일 드레스덴의 Fraunhofer FEP 에서 개최된 국제 기술 & 네트워킹 행사인 Vision Flexible Glass 에서 협력 업체들에 의해 이미 소개된 바 있습니다.

첫 번째 하위 프로젝트를 진행하는 테사와 SCHOTT는 정밀 소재를 밀봉하고 롤투롤(R to R) 공정 에서 제작할 수 있는 플렉서블 유리를 개발하고 있습니다. 한편 VON ARDENNE 은 플렉서블 유리의 롤투롤 코팅에 특화된 진공 코팅 시스템을 개발 중입니다. Fraunhofer FEP 는 VON ARDENNE 이 개발하는 진공 코팅 시스템을 이용한 기능층 (functional layers) 의 디포지션 기술 개발을 담당하고 있습니다.

FMoEaR
독일 교육 및 연구 부처

수분과 산소가 침투할 수 없도록 화학적으로 가공된 보호층

KONFEKT 의 연구 개발은 다음 해에도 계속 될 예정이며, 그동안 이미 상당한 진척을 이루어 왔습니다. 테사와 SCHOTT 는 초박형 글래스를 이용하여 OLED 와 같은 민감한 전자 부품을 수분 및 산소로부터 보호하는 기술을 함께 개발했습니다. 플렉서블 글래스는 z 베리어라 불리는 상단의 울트라 베리어로 사용하기에 적합한데, 이는 플렉서블 글래스가 25 마이크로미터 정도의 얇은 두께에서도 수분과 산소가 침투할 수 없는 보호막을 형성하기 때문입니다. 또한 플렉서블 유리에는 무기봉지층의 문제점인 핀홀이 없습니다.

테사의 특수 접착 테이프 기술력은 민감한 OLED 소재에 영향을 주지 않도록 측면을 밀봉하면서 광학적으로 투명한 접착제에서 잘 드러납니다. 초박형 유리는 특수 점착 테이프로 접착되어 사용자에게 배송됩니다. 이 점착 레이어는 부품들을 단순히 표면만 밀봉하는 것이 아니라 측면에서 액체나 가스가 투과되지 않도록 하는 역할을 합니다 (이를 x/y 베리어 라고 합니다). 이처럼 z 베리어인 플렉시블 유리와 x/y 베리어인 접착 레이어가 함께 내부 소자를 완벽하게 보호하게 됩니다.

이 롤 기술의 개발이 완료되면 저비용의 고급 밀봉 기술을 사용 할 수 있으며, 소비자 또한 전자 제품의 노후화를 막고, 충격으로 부터도 보호 할 수 있습니다.

투명하고 유연한 저전력 디스플레이 및 조명 제품의 새로운 시대

KONFEKT 는 궁극적인 목표로 코팅 및 라미네이트 공정에서도 표면 형태와 기능을 그대로 유지하는 롤 타입 강화 유리 개발을 위해 꾸준히 노력하고 있습니다. 견고하고 유연한 OLED 개발에는 앞으로 더욱 심도 있는 연구가 필요합니다. 이를 위하여 KONFEKT 협력 업체들은 각자의 고유한 전문 기술과 지식을 제공하고 있습니다.

SCHOTT 는 유리 공정 및 화학 처리 최적화와 관련된 지식을 제공하고 있으며, tesa SE 는 롤 형태의 접착 테이프를 생산해 온 오랜 역사에 걸맞게 유리 공정 마지막 단계에서 특수 접착제 및 기능층으로 마무리하는 과정을 담당하고 있습니다. Fraunhofer FEP 는 수십년간 축적된 증착 경험을 바탕으로 프로젝트에 기여하고 있습니다. 마지막으로 VON ARDENNE 는 필름과 금속 스트립을 위한 롤투롤 코팅 기계의 개발 및 생산을 맡고 있으며, 대규모의 유리 코팅을 위한 마그네트론 스퍼터링과 관련된 지식을 제공하고 있습니다.

KONFEKT 는 펀딩 프로젝트 13NI2974 로 등록되어 독일 교육 및 연구 부처 (BMBF) 의 지원을 받고 있습니다.

KONFEKT 연구 진척도와 테사의 기여 현황에 대해 알아보고 싶으신 분은 다음의 주소로 문의 주시기 바랍니다.